“綠葉中色素的提取與分離”實驗的改進

劉付香

(廣東省中山市實驗中學 528403)

“綠葉中色素的提取和分離”實驗是人教版高中生物學教材必修1中的一個重要實驗，該實驗有助于學生理解光合色素的種類、顏色和作用，加強學生對光合作用的理解和掌握，同時提高學生的生物學素養(yǎng)。但教材中的實驗方案還存在一些局限：①提取劑和層析液易揮發(fā)且層析液成分有毒，對人體有一定的危害；②實驗所得濾紙條帶上常見只有三條色素帶，難以觀察到葉黃素；③實驗耗時較長(40～50 min)。針對這些不足，筆者對教材中的實驗做了一些改進。

1 實驗改進

1.1 改進實驗材料 教材中提供的新鮮菠菜葉含水量較大，提取和分離出的色素帶常常較難觀察到葉黃素。故將教材中的新鮮菠菜葉改為廣東、福建等地區(qū)校園中易得且含水量相對較少的紅絨球葉片，可增強實驗的可操作性。

1.2 改進研磨過濾裝置 教材中用研缽研磨后再用尼龍布過濾，整個操作過程將提取試劑暴露在空氣中，易造成提取劑的揮發(fā)，影響實驗結果。故將研磨、過濾兩大步驟改為使用研磨過濾裝置(圖1)，它是近年來研制出的一種新型實驗工具，材質為聚丙烯塑料，由研磨外套筒、研磨頭、過濾網和研磨桿組成。它具有材料用量少、試劑揮發(fā)量小、研磨時間短、實驗成功率大等優(yōu)點，且可以運用在“DNA的粗提取與鑒定”“還原糖和蛋白質鑒定”等實驗。

圖1 研磨過濾裝置

1.3 改進劃濾液細線的方法 教材中劃濾液細線是用毛細吸管吸取少量濾液，沿著鉛筆線劃出一條細線，待濾液細線干后，再重復畫幾次。但在實際操作中發(fā)現(xiàn)毛細吸管畫線很難達到細、齊、直，且很多學校的實驗室沒有采購毛細吸管。故將劃線方法改為折紙載玻片畫線，具體操作為：距離濾紙條邊緣1.5cm處折疊濾紙條，滴加濾液到載玻片中央，用濾紙條的折疊處直接在濾液涂層上快速劃過。待濾紙干后再重復幾次。

1.4 改進層析裝置 教材中用試管或燒杯層析，密閉性較差，濾紙易貼壁且層析液容易沒及濾液細線，造成實驗失敗。為了提高實驗的安全性和環(huán)保性，筆者用亞克力板制作了一個密閉層析裝置(圖2)。該裝置由四部分組成：可用夾子固定濾紙條的蓋子、層析缸、外接塑料管和注射器。具體操作如下：①將畫好濾液細線的濾紙條用夾子固定在層析裝置的蓋子上；②蓋上蓋子，用外接注射器吸取層析液注入層析缸中直至濾紙條接觸層析液為止；③層析結束后，將層析缸傾斜，先用外接注射器吸出層析液，再打開蓋子取出濾紙條觀察實驗結果。

圖2 自制密閉層析裝置

1.5 改進后實驗與傳統(tǒng)實驗的比較 改進前后實驗步驟及結果的對比見表1。

2 改進實驗的可推廣性

2.1 經濟 與傳統(tǒng)實驗相比，采用本地校園中常見、易得的紅絨球葉片，并運用研磨過濾裝置，既節(jié)省了材料，又節(jié)約了成本。

2.2 環(huán)保 傳統(tǒng)的層析裝置密閉性較差，層析液中含有有毒成分，對學生危害較大。自制密閉層析裝置，減少了層析液的揮發(fā)，使層析液對學生的操作毒害性降到最低，實驗變得環(huán)保安全。

2.3 省時 改進后的實驗操作簡單、研磨充分，多個小組可同時層析，用時少、成功率高，實驗效果顯著。

表1 改進前后對比

表1 改進前后對比

教材實驗缺點改進后實驗優(yōu)點材 料5 g 新鮮菠菜葉提取色素器材研缽、試管、棉塞、尼龍布、漏斗等畫濾液細線用鉛筆畫線后用毛細吸管畫濾液細線層析裝置小燒杯或試管試驗耗時40～50 min實驗結果只有3條色素帶①實驗材料具有季節(jié)性,價格較高;②提取劑和層析液易揮發(fā)且層析液成分有毒,對人體有一定的危害;③實驗所得濾紙條帶上只有三條色素帶,難以觀察到葉黃素;④實驗耗時較長3 g 紅絨球葉研磨過濾裝置距離濾紙條邊緣1.5 cm處折疊濾紙條,滴加濾液到載玻片中央,用濾紙條的折疊處直接在濾液涂層上快速劃過。待濾紙干后再重復幾次。自制密閉層析裝置20 min4條色素帶完全分離,效果明顯①實驗材料易得,無季節(jié)性;②研磨過濾裝置可以實現(xiàn)研磨過濾一體化,減少提取液揮發(fā);③自制層析裝置密封易操作,可防止層析液沒過濾液細線,減少層析液揮發(fā)對人體造成的傷害;④實驗耗時短,實驗效果明顯